Сейчас, ведя технику, которая объединяет геномику, анализ единственной клетки, цитометрию потока и отображение, ученые изолировали эту необычную регенеративную клетку – подтип продолжительно изученной взрослой плюрипотентной стволовой клетки – перед тем как это совершит собственный превосходное воздействие. Результаты, изданные в 14 июня 2018, выпуск издания Cell, возможно продвинут биологические изучения весьма регенеративных организмов как planarians и кроме этого скажут регенеративным упрочнениям по медицине для других организмов как люди, у которых имеется меньше регенеративной способности.«Это – первый раз, в то время, когда взрослая плюрипотентная стволовая клетка была изолирована перспективно», говорят Алехандро Санчес Альварадо, врач философии, следователь в Университете Stowers и Говард Хьюз Медин и ведущий создатель изучения. «Отечественное открытие по существу говорит, что это больше не абстракция, что вправду имеется клеточное предприятие, которое может вернуть регенеративные мощности животным, каковые утратили его и что такое предприятие может сейчас быть очищено живое и изученное детально».Любой многоклеточный организм выстроен из единственной клетки, которая делится на две аналогичных клетки, тогда четыре, и без того потом.
Любая из этих клеток содержит те же самые искривленные берега ДНК и считается плюрипотентной – значение, что это может дать начало всем вероятным типам клетки в теле. Но где-нибудь по пути, те клетки начинающего – известный как эмбриональные стволовые клетки – подчиняются разной судьбе и становятся клетками кожи, сердечными клетками, мышечными клетками либо вторым типом клетки.
В людях никакие узнаваемые плюрипотентные стволовые клетки не остаются по окончании рождения. В planarians они слоняются поблизости во взрослую судьбу, где они становятся известными как взрослые плюрипотентные стволовые клетки либо необласты.
Ученые считают, что эти неовзрывы держат тайну к регенерации.Не смотря на то, что неовзрывы были предметом научного запроса с конца 1800-х, лишь в последние десятилетия имейте ученых, бывших в состоянии, дабы характеризовать это влиятельное население клетки, применяющее молекулярные методы и функциональное испытание. Их упрочнения продемонстрировали, что это на вид однородное население клетки было в действительности скоплением разных подтипов с различными образцами и различными свойствами экспрессии гена.
«Нам, быть может, нужно будет пересадить более чем сто отдельных клеток в как многие черви, дабы отыскать того, что вправду плюрипотентен и может вернуть организм», говорит Санчес Альварадо. «Это – громадная работа, лишь дабы отыскать одну клетку, которая соответствует функциональному определению подлинного неовзрыва. И в случае если мы желаем выяснить его на молекулярном уровне, определяя гены, каковые высказывает клетка, мы должны стереть с лица земли клетку для обработки.
Не было никакого метода сделать это и поддержать клетку, дабы отследить его на протяжении регенерации».Санчес Альварадо и его команда начали искать различающую изюминку, которая имела возможность выяснить эту неуловимую клетку заранее. Одной функцией, которая продолжительно употреблялась, дабы отличить неовзрывы от вторых клеток, есть маркер стволовой клетки, известный как piwi-1, так Постдокторский Научный сотрудник, которого Цзэн, врач философии, решил начать в том месте. Во-первых, он отделил клетки, каковые выразили данный маркер от тех, каковые не сделали.
Тогда он увидел, что клетки могли быть поделены на две группы – та, которая выразила большой уровень piwi (совершенно верно названный piwi-высоко) и второй, что выразил низкие уровни piwi (названный piwi-низко). В то время, когда Цзэн изучил участников этих двух групп, он отыскал лишь тех, каковые были piwi-высокой подгонкой молекулярное определение неовзрывов. Так, он отказался от остальных.
«Данный вид одновременного уровней и экспрессии количественного анализа гена белка ни при каких обстоятельствах не делался прежде в planarians», говорит Санчес Альварадо. «Мы, быть может, не сделали его без необычных научных баз тут в Stowers, включая молекулярную биологию, цитометрию потока, биоинформатику и группы отображения. Многие исследователи высказали предположение, что все клетки, высказывающие piwi-1, были подлинными неовзрывами, и не имело значения, сколько из маркера они выразили. Мы продемонстрировали, что это вправду имело значение».После этого, Цзэн выбрал примерно 8,000 из piwi-высоких клеток и проанализировал их образцы экспрессии гена.
К его удивлению клетки не попали всего один либо два, но 12 разных подгрупп. При помощи процесса устранения Цзэн исключил каждые подгруппы с генетическими автографами, показывающими, что клетки были предназначены для конкретной судьбы, как мышца либо кожа. Это покинуло его с двумя подгруппами, каковые имели возможность все еще быть плюрипотентными, что он назвал Nb1 и Nb2.Комфортно, клетки в подгруппе Nb2 выразили генное кодирование для участника tetraspanin семейства белков, группы эволюционно древних и не хорошо осознанных белков, каковые сидят на поверхности клеток.
Цзэн сделал антитело, которое имело возможность запереться на данный белок, таща клетки, каковые несли его из смеси вторых подозреваемых неовзрывов. Он тогда пересадил единственную очищенную клетку в planarian, что был подвергнут смертельным уровням радиации. Кроме того, что эти клетки повторно населяли и выручали освещенных животных, но они делали так в 14 раз более последовательно, чем клетки, очищенные более ветхими способами.«Мы обогатили для плюрипотентного населения стволовой клетки, которое открывает дверь во многие опыты, каковые не были вероятны прежде», говорит Санчес Альварадо. «То, что маркер мы нашли, выражено не только в planarians, вместе с тем и в людях предполагает, что имеется кое-какие сохраненные механизмы, каковые мы можем эксплуатировать.
Я ожидаю, что те первые правила будут обширно применимы к любому организму, что когда-либо надеялся на стволовые клетки, дабы стать тем, что они сейчас. И это по существу – все».